電波の種類を徹底解説！9つのバンドの特徴と身の回りでの活用法

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2026年1月5日

私たちの日常生活に欠かせない電波について、詳しく知っていますか？スマートフォンでの通話、Wi-Fi接続、ラジオやテレビ放送など、見えないところで電波が大活躍しています。しかし、一口に「電波」といっても、その種類や特性は周波数によって大きく異なります。

電波は周波数の違いによって9つのバンドに分類され、それぞれが独自の性質と用途を持っています。低い周波数の長波は遠くまで届きやすく、高い周波数のマイクロ波やミリ波は高速なデータ通信を可能にします。

このブログでは、電波の基本的な仕組みから、各周波数帯域の特徴、そして私たちの身の回りでどのように活用されているかまで、分かりやすく解説していきます。電波の世界を理解することで、現代の通信技術がいかに巧妙に設計されているかが見えてくるでしょう。

1. 電波って何？周波数で変わる電磁波の世界

電波は、電磁波の一種として位置付けられ、空間を伝わる電気エネルギーの波です。その性質は周波数によって大きく変化し、私たちの生活に深く関わっています。以下で、電波の基本的な特性や分類について探ってみましょう。

電波の基本的な仕組み

電波は、周波数によって異なる性質や利用方法を持ちます。周波数とは、1秒間に波が繰り返される回数を示し、ヘルツ（Hz）で表されます。一般的に、電波は低周波数から高周波数までの広範な帯域を持っています。

低周波数帯域（例：3kHz ～ 300MHz）
長波や中波、短波が含まれ、地面に沿って進みやすく、障害物を回り込みやすい特性があります。
AMラジオや船舶通信など、広範囲での利用が可能です。
高周波数帯域（例：300MHz ～ 30GHz）
超短波やマイクロ波が含まれ、直進性が強い特性があります。
携帯電話、Wi-Fi、衛星通信など、高速なデータ伝送に適しています。

電波の種類と周波数の関係

電波は、周波数によって次のように異なる種類に分類されます：

超長波（VLF）
– 周波数：3kHz ～ 30kHz
– 特徴：地面を這うように伝わり、山や建物を越える。
長波（LF）
– 周波数：30kHz ～ 300kHz
– 特徴：主に古い通信手段に使われるが、現在はあまり使用されていない。
中波（MF）
– 周波数：300kHz ～ 3MHz
– 特徴：AMラジオ放送など、比較的安定した伝送を提供。
短波（HF）
– 周波数：3MHz ～ 30MHz
– 特徴：国際通信やアマチュア無線で利用される。
超短波（VHF）
– 周波数：30MHz ～ 300MHz
– 特徴：FMラジオやテレビ放送に広く利用され、障害物を回り込む能力がある。
極超短波（UHF）
– 周波数：300MHz ～ 3GHz
– 特徴：携帯電話やデジタルテレビ放送に利用される。
マイクロ波（SHF）
– 周波数：3GHz ～ 30GHz
– 特徴：直進性が強く、衛星通信や無線LANで広く使用。
ミリ波（EHF）
– 周波数：30GHz ～ 300GHz
– 特徴：短距離の通信に使われ、非常に高頻度のデータ伝送が可能。

電波の周波数や波長に基づく特性の違いは、利用方法を大きく変えます。周波数が低い電波は遠くまで伝わりやすく、逆に高周波数の電波は情報量が多く、通信速度も速くなります。

私たちの様々な通信手段や日常生活において、電波は欠かせない存在であり、その特性や利用方法を理解することが重要です。

2. 電波は9つのバンドに分けられる！周波数帯域ごとの特徴

電波は、その周波数に基づいて異なる特性と用途を持つ9つの「バンド」に分けられます。それぞれのバンドは、用途に応じて最適化されており、通信や放送、測定など様々な分野で活用されています。以下に各バンドの特徴を詳しく見ていきましょう。

VLF（超長波）

周波数帯域: 3kHz ～ 30kHz
波長: 約10km ～ 100km
特徴: 地面に沿って進む性質があり、山や建物の影を回り込んで情報を届けることができます。このため、長距離通信に適していますが、情報量は少なく、主に海軍通信や特定の気象データの伝達に利用されます。

LF（長波）

周波数帯域: 30kHz ～ 300kHz
波長: 約1km ～ 10km
特徴: 昔の電信用として使われていたが、現在はあまり利用されていません。地表を這うように進むため、障害物の影響を受けにくいです。

MF（中波）

周波数帯域: 300kHz ～ 3MHz
波長: 約100m ～ 1km
特徴: AMラジオ放送で広く利用されています。スポラディックE層という特性により、数十km以上の距離にも情報を届けることができます。比較的安定した伝播が特徴です。

HF（短波）

周波数帯域: 3MHz ～ 30MHz
波長: 約10m ～ 100m
特徴: 船舶通信やアマチュア無線に使用されます。電離層の反射を利用して、中長距離の通信が可能です。

VHF（超短波）

周波数帯域: 30MHz ～ 300MHz
波長: 約1m ～ 10m
特徴: FMラジオやテレビ放送に多岐にわたって使用されています。建物や山の影にも回り込む性質があり、直進性が強いですが、見通し距離内での通信にも適しています。

UHF（極超短波）

周波数帯域: 300MHz ～ 3GHz
波長: 約10cm ～ 1m
特徴: 携帯電話やデジタルテレビ放送に多く利用されています。小型のアンテナを使用でき、高いデータ通信速度を実現しています。

SHF（マイクロ波）

周波数帯域: 3GHz ～ 30GHz
波長: 約1cm ～ 10cm
特徴: 衛星通信や無線LANで広く使われ、高い直進性を持っています。雨が降ると減衰が大きくなるため、通信条件には注意が必要です。

EHF（ミリ波）

周波数帯域: 30GHz ～ 300GHz
波長: 約1mm ～ 1cm
特徴: 短距離通信に適しており、無線LANや新しい通信技術で活用されています。高周波数帯域の特性から、非常に短い波長となり、高精度のデータ伝送が可能です。

それぞれのバンドは、適切な周波数帯域によって異なる特性を持ち、様々な技術やサービスに適用されています。電波の種類を理解することで、私たちの生活における通信技術の基盤をより深く知ることができるでしょう。

3. 長波・中波・短波…それぞれの電波が活躍する場所

電波はその周波数に応じて、さまざまな用途や特性を持っています。特に、長波、中波、短波の3つのカテゴリは、それぞれ異なる性質を持ち、様々な通信手段で活用されています。このセクションでは、各電波の特徴と主な利用例について詳しく見ていきます。

長波（LF）

長波は通常、30kHzから300kHzの周波数帯域をカバーしています。以下は、長波の特徴と利用例です。

伝播特性：長波は波長が長く、地面に沿って進む性質があるため、障害物を回り込みやすく、広範囲に電波が届きやすいです。この特性を活かして、山や建物の影でも信号が受信できます。
主な利用例：
船舶通信や航空機通信
一部のAMラジオ局（エリアカバレッジの広がりが求められるため）

中波（MF）

中波は、300kHzから3MHzの周波数帯域に位置します。中波の特徴は以下の通りです。

伝播特性：中波は高い安定性を誇り、地上波伝播にも優れています。また、スポラディックE層を利用することで、約100kmの距離を持続的に伝えることが可能になります。
主な利用例：
AMラジオ放送
一部の気象情報や交通情報のbroadcasting

短波（HF）

短波は、3MHzから30MHzの範囲を含み、通信の幅広い可能性を秘めています。短波の特徴を見てみましょう。

伝播特性：短波は大気中のイオン層を利用して、世界中の遠方まで伝播することができます。特に、昼夜の変化による異なる伝播パターンが存在します。
主な利用例：
船舶通信、航空通信
アマチュア無線
国際放送

長波、中波、短波の違い

これらの電波は、それぞれの周波数によって異なる特徴と利用方法があります。

長波は広範囲に信号を届けやすい反面、伝送情報量は少ないため、主に基本的なコミュニケーションに使用されます。
中波は比較的安定した信号で、主に音声による放送に用いられ、一定の距離で受信できます。
短波は高い情報量を持ち、遠方との通信に最適化されているため、国際的な通信などで広く利用されています。

これらの電波は、通信の重要なインフラを支えており、私たちの日常生活でも広く使用されています。それぞれの波の特性を理解することは、今後の通信技術の進化を考える上でも非常に重要です。

4. マイクロ波とミリ波は何が違う？高周波電波の使い道

マイクロ波とミリ波は、どちらも高周波の電波に分類されますが、その特性や用途には明確な違いがあります。周波数や波長の違いから、各々の電波がどのように利用されているのかを見ていきましょう。

マイクロ波の特性と用途

マイクロ波は、周波数が約3GHzから30GHzの範囲にあり、その波長は約10cmから1cmです。以下は、マイクロ波の主な特性と利用方法です。

直進性: マイクロ波は直進性が強く、山やビルなどの障害物を避けることが難しいため、視距離内での通信に適しています。
高いデータ伝送速度: この特性から、衛星通信、無線LAN、気象レーダーなど、高速通信が要求される分野で広く利用されています。
利得の高いアンテナ: 使用されるアンテナは指向性が強く、特定の方向に信号を集中できるため、効率的な通信が可能です。

ミリ波の特性と用途

一方、ミリ波は周波数が30GHzから300GHz、波長は1cmから1mmの範囲にあります。ミリ波の特性とその活用法は以下の通りです。

高い分解能: ミリ波は短い波長により、非常に高い解像度でデータを伝送することが可能です。これにより、近距離の高精度な計測や監視技術に適しています。
短距離通信: ミリ波は大気中の水蒸気による減衰が大きいため、主に短距離間の通信に利用されます。例えば、無線通信の接続や一部のセンサー技術に使用されています。
先進的な技術: ミリ波は、5G通信技術でも重要な役割を果たし、超高速データ通信を実現します。

マイクロ波とミリ波の比較表

特性	マイクロ波	ミリ波
周波数	3GHz – 30GHz	30GHz – 300GHz
波長	10cm – 1cm	1cm – 1mm
主な用途	衛星通信、無線LAN、気象レーダー	短距離通信、5G技術、センサー
直進性の強さ	強い	中程度
減衰	雨による減衰はあるが耐性が強い	水蒸気による減衰が大きい

このように、マイクロ波とミリ波は異なる特性を持ち、様々な分野で効果的に活用されています。マイクロ波は、長距離通信に適している一方で、ミリ波はその高い解像度を活かして、近距離でのデータ通信や高精度な計測に重宝されています。

5. 周波数が高いと光に近づく？波長と電波の性質の関係

電波の性質は、その周波数によって大きく変わります。特に、周波数が高い場合、電波は光に似た特徴を持ち、伝わり方や情報の伝達能力に影響を及ぼします。このセクションでは、周波数と波長の関係、そしてその結果として生じる電波の性質について詳しく見ていきましょう。

周波数と波長の関係

周波数が高い電波は、波長が短くなります。これは、波が1秒間に振動する回数が多いため、進む距離が短くなるからです。具体的には、以下のような計算式を用いて波長を求めることができます：

[ \text{波長 (m)} = \frac{300}{\text{周波数 (MHz)}} ]

例えば、周波数が150MHzの場合、波長は約2メートルとなります。このように、周波数と波長の間には密接な関係が存在します。

高周波電波の特徴

高い周波数を持つ電波は、一部の特性によって、さまざまな利点を持っています。

直進性: 高周波は直進する性質が強く、障害物を回り込む能力が低くなります。この特性は、特に通信において重要です。たとえば、通信衛星が使用するマイクロ波は、直線的な伝播を利用します。
大容量の情報伝達: 高周波は多くの情報を一度に乗せることができます。そのため、スマートフォンやデジタルテレビ放送など、データを大量に送信する必要のある通信手段に利用されています。
小型アンテナ: 高周波電波は波長が短いため、アンテナも小型化できます。これにより、携帯電話のようなデバイスにおいても、コンパクトなデザインを保ちながら高性能の通信が可能となります。

高周波と光の相似点

高周波電波が光に近い性質を持つことは、光の特性を考える上でも非常に興味深い点です。光もまた、波の性質を持ち、直進性が強いことから、高周波電波と相似の特性を持ちます。例えば、

隙間を通過しにくい: 高周波電波は、家の中や都市部の建物の影に入ると受信が困難になることがあります。この特性は、光が遮られるのと同様です。
ラインオブサイト: 高周波電波は、見通しの良い距離内での通信が得意で、直接的な接触がないと届きにくくなります。

このように、周波数が高いと電波は光に近づき、その影響を受ける特性が顕著になります。したがって、通信技術の発展は、この高周波の特性を活かす方向に進んでいます。

まとめ

電波は、周波数によって大きく特性が変わる重要な電磁波の一種です。低周波数帯域の電波は障害物を回り込みやすく広範囲での活用に適していますが、高周波数帯域の電波は直進性が強く高速大容量のデータ伝送に有効です。電波の種類やバンドを理解することで、私たちの生活に欠かせない様々な通信技術の基盤が見えてきます。特に周波数が高くなるほど光に近づく電波の性質は、次世代の通信システムの発展につながる重要なポイントです。電波の多様性を知り、その特性を活かした技術の進化に注目していくことが大切です。